像素电路与其驱动方法转让专利

申请号 : CN201910778001.1

文献号 : CN110544455B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 林峻锋

申请人 : 友达光电股份有限公司

摘要 :

本发明为一种像素电路与其驱动方法。与第一栅极线和第二栅极线电连接的像素电路包含发光二极管、驱动晶体管、第一切换晶体管、第二切换晶体管、第三切换晶体管以及数据电容。驱动方法包含以下步骤:驱动晶体管接收低电压;第一栅极线与第二栅极线分别传送第一栅极信号与第二栅极信号;于第一数据接收期间,数据电容分别经由第一与第二切换晶体管接收第一数据电压与低电压,进而产生数据电容压差;以及于第二数据接收期间,数据电容根据数据电容压差与经第三切换晶体管而接收的第二数据电压,在控制节点产生与发光二极管亮度相对应的像素驱动电压。

权利要求 :

1.一种像素电路,电连接于一像素数据线、一第一栅极线与一第二栅极线,其中该第一栅极线与该第二栅极线分别传送一第一栅极信号与一第二栅极信号,其中该像素电路包含:一发光二极管;

一驱动晶体管,电连接于一控制节点与该发光二极管,其接收一低电压;

一第一切换晶体管,电连接于该控制节点、该第一栅极线与该像素数据线,其根据该第一栅极信号而于一第一数据接收期间导通,进而将该像素数据线上的一第一数据电压传送至该控制节点;

一第二切换晶体管,电连接于该第一栅极线与一偏压节点,其接收该低电压,以及根据该第一栅极信号而于该第一数据接收期间导通,进而将该低电压传送至该偏压节点;

一第三切换晶体管,电连接于该偏压节点、该第二栅极线以及该像素数据线,其根据该第二栅极信号而于一第二数据接收期间导通,进而将该像素数据线上的一第二数据电压传送至该偏压节点;以及一数据电容,电连接于该控制节点与该偏压节点,其是于该第一数据接收期间产生一数据电容压差,以及于该第二数据接收期间,根据该数据电容压差而在该控制节点产生与该发光二极管的亮度相对应的一像素驱动电压,其中该第二数据接收期间是在该第一数据接收期间之后。

2.如权利要求1所述的像素电路,其中该数据电容压差等于该第一数据电压。

3.如权利要求1所述的像素电路,其中该驱动晶体管于该第二数据接收期间根据该像素驱动电压而导通,进而产生流经该发光二极管的一驱动电流。

4.如权利要求1所述的像素电路,其中该数据电容压差小于或等于该像素驱动电压。

5.如权利要求1所述的像素电路,其中该第一栅极信号在该第一数据接收期间为一第一逻辑位准,以及在该第二数据接收期间为一第二逻辑位准,且该第二栅极信号在该第一数据接收期间为该第二逻辑位准,以及在该第二数据接收期间为该第一逻辑位准,其中该第一逻辑位准不等于该第二逻辑位准。

6.如权利要求1所述的像素电路,其中该驱动晶体管的宽度与长度均为2.5微米,且所述第一切换晶体管、第二切换晶体管和第三切换晶体管的宽度与长度均为2.5微米,其中该发光二极管为一红色发光二极管、一绿色发光二极管或一蓝色发光二极管。

7.如权利要求1所述的像素电路,其中还包含:

一稳压电容,电连接于该控制节点与该驱动晶体管,其中该稳压电容的电容值小于该数据电容的电容值。

8.如权利要求7所述的像素电路,其中该像素驱动电压根据该数据电容、该稳压电容、该第一数据电压与该第二数据电压而决定。

9.一种应用于一像素电路的一驱动方法,其中与一像素数据线、一第一栅极线和一第二栅极线电连接的该像素电路包含一发光二极管、一驱动晶体管、一第一切换晶体管、一第二切换晶体管、一第三切换晶体管以及一数据电容,该驱动方法包含以下步骤:该驱动晶体管接收一低电压;

该第一栅极线与该第二栅极线分别传送一第一栅极信号与一第二栅极信号;

该第一切换晶体管根据该第一栅极信号而于一第一数据接收期间导通,进而将该像素数据线上的一第一数据电压传送至一控制节点;

该第二切换晶体管根据该第一栅极信号而于该第一数据接收期间导通,进而将该低电压传送至一偏压节点;

该第三切换晶体管根据该第二栅极信号而于一第二数据接收期间导通,进而将该像素数据线上的一第二数据电压传送至该偏压节点;以及该数据电容是于该第一数据接收期间产生一数据电容压差,以及于该第二数据接收期间,根据该数据电容压差而在该控制节点产生与该发光二极管的亮度相对应的一像素驱动电压。

10.如权利要求9所述的驱动方法,其中该第二数据接收期间是在该第一数据接收期间之后,且该数据电容压差等于该第一数据电压。

11.如权利要求9所述的驱动方法,其中还包含以下步骤:

该驱动晶体管是于该第二数据接收期间根据该像素驱动电压而导通,进而产生流经该发光二极管的一驱动电流。

说明书 :

像素电路与其驱动方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种像素电路与其驱动方法,且特别涉及一种可于两个数据接收期间调整发光二极管的控制节点的电压的像素电路与其驱动方法。

背景技术

[0002] 为便于使用者操作,电子产品通常设有显示面板。显示面板需搭配时序控制器使用,且显示面板包含排列为阵列的多个像素单元。为便于说明,本文假设显示面板中的像素单元(pixel unit,简称为PU)排列为M行与N列,且每个像素单元PU包含三个像素电路(pixel circuit,简称为PC)。因此,显示面板包含N列像素电路,其中每列均包含M*3个像素电路。为便于说明,本文以m、n代表像素电路PC所在的行数与列数。
[0003] 时序控制器通过像素数据线DAT传送数据信号DAT[1]~DAT[M*3]至各行的像素电路,以及通过栅极线GL[1]~GL[N]传送栅极信号GL[1]~GL[N]至各列的像素电路。此外,为便于说明,本文以相同的符号代表信号与接线,例如,以GL[n]代表第n列的栅极线与第n列的栅极信号。
[0004] 请参见图1,其是现有技术所采用的像素电路的示意图。位于第m行与第n列的像素电路PC(m,n)电连接于像素数据线DAT[m]、栅极线GL[n]。其中,栅极线GL[n]为用以传输逻辑信号、像素数据线DAT[m]为用以传输模拟电压信号。当栅极线GL[n]为高逻辑位准(电平)H时,代表数据信号DAT[1]~DAT[M*3]所传送的数据电压对应于第n列的M*3个像素电路。反之,当栅极线GL[n]为低逻辑位准L时,代表数据信号DAT[1]~DAT[M*3]所传送的数据电压并未对应于第n列的M*3个像素电路。像素电路PC(m,n)包含驱动晶体管TFT、发光二极管LED、切换晶体管M,以及稳压电容Cs。其中,像素电路PC(m,n)可为:红色像素电路PCr(m,n)、绿色像素电路PCg(m,n),以及蓝色像素电路PCb(m,n)。
[0005] 本文假设驱动晶体管TFT为NMOS晶体管,其漏极、栅极与源极分别电连接于供应电压源(Vdd)、切换晶体管M与发光二极管LED的阳极。发光二极管LED的阴极电连接于低电压源(例如,Vss)。稳压电容Cs电连接于驱动晶体管TFT的栅极与源极之间。当驱动晶体管TFT导通时,产生一驱动电流id流经发光二极管LED,进而使发光二极管LED发光。因此,控制节点Nc的电压高低,不但影响驱动晶体管TFT的导通与否,也连带影响发光二极管LED的亮度。
[0006] 假设切换晶体管M为NMOS晶体管,其漏极、栅极与源极分别电连接于像素数据线DAT[m]、栅极线GL[n]以及控制节点Nc。当栅极线GL[n]为高逻辑位准时,切换晶体管M将导通,并将数据信号DAT[m]传送至控制节点Nc。此时,数据信号DAT[m]的高低将决定驱动晶体管TFT的导通程度、驱动电流id的大小,以及发光二极管LED的亮度。
[0007] 通常,红色像素电路PCr(m,n)、绿色像素电路PCg(m,n),以及蓝色像素电路PCb(m,n)中的发光二极管LED的发光效率并不完全相同。例如,若以相同的像素驱动电压Vdis代表灰阶值255的发光亮度,则,因为红色发光二极管LEDr的发光效率较绿色发光二极管LEDg与蓝色发光二极管LEDb佳的缘故,红色发光二极管LEDr根据像素驱动电压Vdis发出的亮度将高于绿色发光二极管LEDg,以及高于蓝色发光二极管LEDb根据像素驱动电压Vdis发出的亮度。因此,根据发光二极管的颜色不同,像素电路PC的控制节点Nc,须有足够的电压调整范围,方能因应发光效率的不同而调整其电压值。
[0008] 然而,数据信号DAT[m]的来源为时序控制器,但时序控制器为半导体芯片,其所能提供的最高临限数据电压(DATmax)有限(例如,6V)。据此,由于控制节点Nc的可调整电压值的范围过小,导致具有相同灰阶值的不同颜色的像素电路实际显示时,无法提供对等的亮度。

发明内容

[0009] 本发明涉及一种像素电路与其驱动方法,本发明提供以两个数据接收期间两度接收数据电压的方式,可以使像素数据线在传送较低电压的数据电压的情况下,仍可产生较高的像素驱动电压的需求。
[0010] 根据本发明的第一方面,提出一种像素电路。像素电路电连接于像素数据线、第一栅极线与第二栅极线。第一栅极线与第二栅极线分别传送第一栅极信号与第二栅极信号。像素电路包含:发光二极管、驱动晶体管、第一切换晶体管、第二切换晶体管、第三切换晶体管以及数据电容。驱动晶体管电连接于控制节点与发光二极管,其接收低电压。第一切换晶体管电连接于控制节点、第一栅极线与像素数据线。第一切换晶体管根据第一栅极信号而于第一数据接收期间导通,进而将像素数据线上的第一数据电压传送至控制节点。第二切换晶体管电连接于第一栅极线与偏压节点。第二切换晶体管接收低电压,以及根据第一栅极信号而于第一数据接收期间导通,进而将低电压传送至偏压节点。第三切换晶体管电连接于偏压节点、第二栅极线以及像素数据线。第三切换晶体管根据第二栅极信号而于第二数据接收期间导通,进而将像素数据线上的第二数据电压送至偏压节点。数据电容电连接于控制节点与偏压节点。数据电容于第一数据接收期间产生数据电容压差,以及于第二数据接收期间,根据数据电容压差而在控制节点产生与发光二极管的亮度相对应的像素驱动电压。
[0011] 根据本发明的第二方面,提出一种应用于一像素电路的驱动方法。像素电路电连接于像素数据线、第一栅极线和第二栅极线。像素电路包含发光二极管、驱动晶体管、第一切换晶体管、第二切换晶体管、第三切换晶体管以及数据电容。驱动方法包含以下步骤:驱动晶体管接收低电压;第一栅极线与第二栅极线分别传送第一栅极信号与第二栅极信号;第一切换晶体管根据第一栅极信号而于第一数据接收期间导通,进而将像素数据线上的第一数据电压传送至控制节点;第二切换晶体管根据第一栅极信号而于第一数据接收期间导通,进而将低电压传送至偏压节点;第三切换晶体管根据第二栅极信号而于第二数据接收期间导通,进而将像素数据线上的第二数据电压送至偏压节点;以及数据电容于第一数据接收期间产生数据电容压差,以及于第二数据接收期间,根据数据电容压差而在控制节点产生与发光二极管的亮度相对应的像素驱动电压。
[0012] 为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解,下文特举实施例,并配合说明书附图详细说明如下:

附图说明

[0013] 图1,其是现有技术所采用的像素电路的示意图。
[0014] 图2,其根据本发明构想的一实施例的像素电路的示意图。
[0015] 图3,其根据本发明构想的另一实施例的像素电路的示意图。
[0016] 图4A,其根据本发明实施例的像素电路在数据接收期间Ta时的操作情形的示意图。
[0017] 图4B,其根据本发明实施例的像素电路在数据接收期间Tb的操作情形的示意图。
[0018] 图5,其是与本发明实施例的像素电路的操作相关的波形图。
[0019] 图6,其是本发明实施例的像素单元的示意图。
[0020] 图7,其是与本发明实施例的像素单元的操作相关的波形图。
[0021] 附图标记说明:
[0022] 供应电压Vdd  低电压Vss
[0023] 栅极线(信号)GL[n]、GL[n-1]、GL[n+1]
[0024] 驱动晶体管TFT、TFTr、TFTg、TFTb
[0025] 像素数据线(信号)DAT[m]
[0026] 切换晶体管M、M1、M2、M3、M1r、M2r、M3r、M1g、M2g、M3g、M1b、M2b、M3b[0027] 控制节点Nc、Ncr、Ncg、Ncb  稳压电容Cs、27
[0028] 发光二极管LED 像素电路PC(m,n)
[0029] 驱动电流id、idr、idg、idb
[0030] 数据电容Cb、Cbr、Cbg、Cbb
[0031] 偏压节点Nb、Nbr、Nbg、Nbb
[0032] 数据电压Vd1、Vd2           数据电容压差ΔVCb
[0033] 像素单元PU(m,n)         高逻辑位准H
[0034] 低逻辑位准L               数据接收期间Ta、Tb
[0035] 共用数据线DATcm           红色像素电路PCr(m,n)
[0036] 红色发光二极管LEDr      红色选择电路SCr
[0037] 选择晶体管Sr1、Sr2、Sg1、Sg2、Sb1、Sb2
[0038] 绿色像素电路PCg(m,n)      蓝色像素电路PCb(m,n)
[0039] 绿色发光二极管LEDg        绿色选择电路SCg
[0040] 蓝色发光二极管LEDb      蓝色选择电路SCb
[0041] 红色多工信号MUXr1、MUXr2
[0042] 绿色多工信号MUXg1、MUXg2
[0043] 蓝色多工信号MUXb1、MUXb2
[0044] 红色数据电压Vd1r、Vd2r     绿色数据电压Vd1g、Vd2g
[0045] 蓝色数据电压Vd1b、Vd2b     红色像素数据线DATr[m]
[0046] 绿色像素数据线DATg[m]   蓝色像素数据线DATb[m]
[0047] 子数据接收期间Ta1、Ta2、Ta3、Tb1、Tb2、Tb3

具体实施方式

[0048] 如前所述,受限于时序控制器的缘故,像素数据线所传送的数据电压的临限值无法过高。连带的,用于驱动发光二极管的驱动电流的大小也受到影响,且发光二极管的亮度调整范围也因此而受到限制。为此,本发明的像素电路分别在两个数据接收期间Ta、Tb接收数据电压Vd1、Vd2,进而于控制节点Nc产生用于驱动发光二极管所需的像素驱动电压Vdis的像素电路与驱动方法。
[0049] 请参见图2,其根据本发明构想的一实施例的像素电路的示意图。此附图位于第m行与第n列的像素电路PC(m,n)为例,其中m=1~M*3,且n=1~N。像素电路PC(m,n)电连接于像素数据线DAT[m]、栅极线GL[n-1]、GL[n]。像素电路PC(m,n)包含:发光二极管LED、驱动晶体管TFT、切换晶体管M1、M2、M3,以及数据电容(boosting capacitor)Cb。此外,像素电路PC(m,n)还可选择性包含电连接于控制节点Nc与驱动晶体管TFT的稳压电容Cs。其中,发光二极管LED可为微发光二极管显示器(micro LED)或次毫米发光二极管(mini LED)。
[0050] 发光二极管LED接收供应电压Vdd。驱动晶体管TFT电连接于控制节点Nc、发光二极管LED与低电压源(例如,Vss)。驱动晶体管TFT根据控制节点Nc的电压而决定是否导通。当驱动晶体管TFT导通时,发光二极管LED便可发光。切换晶体管M1电连接于控制节点Nc、栅极线GL[n-1]与像素数据线DAT[m]。切换晶体管M2电连接于偏压节点Nb、栅极线GL[n-1]与低电压源。切换晶体管M3电连接于偏压节点Nb、栅极线GL[n]以及像素数据线DAT[m]。切换晶体管M1、M2由栅极线GL[n-1]控制而选择性被致能,切换晶体管M3由栅极线GL[n]控制而选择性被致能。
[0051] 由于切换晶体管M1、M2均由栅极线GL[n-1]控制,两者会同时导通。当切换晶体管M1导通时,将像素数据线DAT[m]上的数据电压Vd1传送至控制节点Nc。当切换晶体管M2导通时,将低电压传送至偏压节点Nb。关于像素电路在切换晶体管M1、M2导通时的操作情形,将于图4A说明。
[0052] 切换晶体管M3是由栅极线GL[n]所控制,切换晶体管M3并不会与切换晶体管M1、M2同时导通。当切换晶体管M3导通时,经由像素数据线DAT[m]而接收的数据电压Vd2将传送至偏压节点Nb。关于像素电路在切换晶体管M3导通时的操作情形,将于图4B说明。
[0053] 由于栅极信号是针对所选取的用于显示的各列像素电路所发出,栅极信号GL[1]~GL[N]的高逻辑位准的期间为轮续产生。在本文中,将栅极信号GL[n-1]为高逻辑位准(H)的期间定义为数据接收期间Ta;将栅极信号GL[n]为高逻辑位准(H)的期间定义为数据接收期间Tb。此外,栅极信号GL[n-1]在数据接收期间Tb维持在低逻辑位准(L),且栅极信号GL[n]在数据接收期间Ta维持在低逻辑位准(L)。
[0054] 在本文中,假设切换晶体管M1、M2、M3均为NMOS晶体管,因此,若与切换晶体管M1、M2、M3相连的栅极线GL[n-1]、GL[n]为高逻辑位准(H)时,切换晶体管M1、M2、M3将导通。然而,若在不同应用中,切换晶体管M1、M2、M3为PMOS晶体管时,则切换晶体管M1、M2、M3经栅极线GL[n-1]、GL[n]所接收的用于导通的逻辑位准将为低逻辑位准(L)。关于切换晶体管的种类与用于对其控制的逻辑位准的不同,可视实际应用而改变,此处不予详述。
[0055] 请参见图3,其根据本发明构想的另一实施例的像素电路的示意图。此实施例的架构与连接方式大致与图2的实施例相似。图2、图3的差异处为,切换晶体管M2的源极所接收低电压的来源不同。在图2中,切换晶体管M2自共用的低电压源接收低电压;在图3中,切换晶体管M2自独立的参考电压源Vref接收低电压。
[0056] 由于显示面板上包含大量的像素电路,各接线上也可能产生电阻。随着像素电路的数量增加,低电压的稳定性也可能因为电流流经接线上的电阻而受到影响。因此,使用独立的参考电压源Vref提供低电压时,可确保切换晶体管M2所接收的低电压的位准更为精确。
[0057] 请参见图4A,其根据本发明实施例的像素电路在数据接收期间Ta的操作情形的示意图。在数据接收期间Ta,栅极线GL[n-1]为高逻辑位准(H)、栅极线GL[n]为低逻辑位准(L),且像素数据线DAT[m]传送数据电压Vd1。此时,切换晶体管M1、M2为导通;切换晶体管M3为断开。
[0058] 请参见图4B,其根据本发明实施例的像素电路在数据接收期间Tb的操作情形的示意图。在数据接收期间Tb,栅极线GL[n]为高逻辑位准(H)、栅极线GL[n-1]为低逻辑位准(L),且像素数据线DAT[m]传送数据电压Vd2。此时,切换晶体管M1、M2为断开;切换晶体管M3为导通。
[0059] 于数据接收期间Ta过后,数据电容Cb的两端存在数据电容压差ΔVCb(其中,ΔVCb=Vd1-Vss)。接着,在数据接收期间Tb,因为切换晶体管M3导通的缘故,偏压节点Nb等于像素数据线DAT[m]所传送的数据电压Vd2。此时,由于数据电容Cb内存放电荷的缘故,控制节点Nc的电压相当于数据电压Vd2与数据电容Cb的两端压差的总和,即,亦即,在数据接收期间Tb,控制节点Nc的电压大于数据电压Vd2,连带可使驱动晶体管TFT提供较大的驱动电流id。
[0060] 据此,在数据接收期间Tb,控制节点Nc的电压并非仅等于数据电压Vd2,而会进一步提升至 也就是说,在数据接收期间Tb,像素驱动电压Vdis根据数据电容Cb、稳压电容Cs与数据电压Vd1、Vd2而产生。假设数据电容Cb的电容值与稳压电容Cs的电容值之间存在Cb=4*Cs的关系,且假设Vd1=Vd2=6V。则,根据一模拟结果,控制节点Nc的所提供的像素驱动电压Vdis为10.2V。换言之,像素驱动电压Vdis可大于数据电压Vd1、Vd2。
[0061] 根据本发明的构想,稳压电容Cs的电容值小于数据电容Cb的电容值。若数据电容Cb的电容值远大于稳压电容Cs的电容值,则控制节点Nc在数据接收期间Tb的电压相当于Vd1+Vd2。稳压电容Cs用于提供稳压功能,但数据电容Cb亦可提供稳压功能。或者,可以利用在驱动晶体管TFT的栅极与源极之间的寄生电容作为稳压电容Cs。
[0062] 在数据接收期间Tb,驱动晶体管根据控制节点Nc的电压而导通,进而产生驱动发光二极管LED的驱动电流id。在此实施例中,控制节点Nc的电压由Vd1上升至的缘故,连带的,驱动晶体管TFT所产生的驱动电流id也随着增加。
[0063] 请参见图5,其与本发明实施例的像素电路的操作相关的波形图。此附图所示的波形由上而下分别为:偏压节点Nb的电压变化、控制节点Nc的电压变化、像素数据线的电压变化,以及栅极线GL[n-1]、GL[n]的电压变化。
[0064] 请同时参看图4A与图5的数据接收期间Ta。切换晶体管M1、M2于数据接收期间Ta根据高逻辑位准(H)的栅极信号GL[n-1]而导通。其中,切换晶体管M1将经由像素数据线DAT[m]而接收的数据电压Vd1传送至控制节点Nc。另一方面,切换晶体管M2则将低电压传送至偏压节点Nb。
[0065] 请同时参看图4B与图5的数据接收期间Tb。数据接收期间Tb在数据接收期间Ta之后。
[0066] 于数据接收期间Ta结束后,数据电容Cb于控制节点Nc与偏压节点Nb间产生数据电容压差ΔVCb。数据电容Cb于数据接收期间Tb经由切换晶体管M3而接收数据电压Vd2,并根据数据电容压差ΔVCb与数据电压Vd2而决定控制节点Nc的电压。其中,数据电容压差ΔVCb小于或等于与发光二极管对应的像素驱动电压Vdis。
[0067] 承上所述,本发明的像素电路以两个数据接收期间Ta、Tb的方式达到提升控制节点Nc的电压的效果。据此,像素数据线DAT不需要直接提供高电压至像素电路,而可通过数据电容Cb蓄积电荷的功能,将电压值较小数据电压的Vd1、Vd2分次传送至像素电路PC(m,n)。这种以两个数据接收期间Ta、Tb传送数据电压Vd1、Vd2的控制方式相当弹性,并可依据应用的不同而设计数据电压Vd1、Vd2的高低。
[0068] 例如,数据接收期间Ta的数据电压Vd1,以及数据接收期间Tb的数据电压Vd2之间的组合,可能有以下几种情形。其一为,当控制节点Nc的电压在数据接收期间Ta结束后,仍小于像素驱动电压Vdis时,偏压节点Nb于数据接收期间Tb接收数据电压Vd2,进而使控制节点Nc的电压提升至像素驱动电压Vdis。其二为,当控制节点Nc的电压在数据接收期间Ta结束后等于像素驱动电压Vdis时,偏压节点Nb于数据接收期间Tb接收低电压,且控制节点Vc的电压维持不变。或者,另一种方式是,在数据接收期间Ta接收的数据电压Vd1等于低电压,在数据接收期间Tb接收的数据电压Vd2等于像素驱动电压Vdis。
[0069] 采用本发明构想的像素电路,可以根据发光二极管的颜色不同,动态的提供不同像素驱动电压Vdis。例如,针对发光效率较佳的红色发光二极管,仅在其中一个数据接收期间提供数据电压(仅提供数据电压Vd1或仅提供数据电压Vd2),进而以未经叠加而较低的像素驱动电压Vdis对其驱动(Vdis=Vd1或Vdis=Vd2);另一方面,针对发光效率较差的绿色发光二极管与蓝色发光二极管,则在两个数据接收期间都提供数据电压(提供数据电压Vd1与数据电压Vd2),进而以经叠加而较高的像素驱动电压 对其驱动。据此,即便不同颜色的发光二极管具有不同的发光效率,采用本发明构想的显示面板,其不同颜色的像素电路仍可针对相同的灰阶值发出对等的亮度。
[0070] 实际应用时,这种利用两个数据接收期间Ta、Tb两度提供数据电压Vd1、Vd2的做法还可基于不同考量而采用。当电子产品可能于室内或户外使用时,电子产品可能提供室内模式(indoor mode)和室外模式(outdoor mode),且显示面板可根据模式的不同采用不同的驱动方式。
[0071] 在室外模式下,显示面板的显示容易受到环境光的影响。即,若周围环境反光过强时,使用者将无法看到显示画面。因此,针对室外模式的应用,显示面板需要使用较高的亮度。此时,便可以针对室外模式采用以两个数据接收期间Ta、Tb的方式提供数据电压的做法,提高控制节点Nc的电压。据此,驱动电流id将变大,且发光二极管LED可发出较亮的亮度。
[0072] 另一方面,在室内模式下,则仅利用其中一个数据接收期间提供数据电压。例如,在数据接收期间Ta提供的数据电压等于低电压Vd1=Vss,且在数据接收期间Tb提供的数据电压等于像素驱动电压Vd2=Vdis。由于控制节点Nc的电压在数据接收期间Ta并不会被偏压节点Nb的电压Vss所影响,控制节点Nc将维持等于数据电压Vd2。即,仅利用数据接收期间Tb调整控制节点Nc的电压。或者,在数据接收期间Ta提供的数据电压等于像素驱动电压Vd1=Vdis,且在数据接收期间Tb提供的数据电压等于低电压Vd2=Vss。即,仅利用数据接收期间Ta调整控制节点Nc的电压。由于控制节点Nc的电压在数据接收期间Tb并不会被偏压节点Nb的低电压Vss影响,控制节点Nc将维持等于数据电压Vd1。采用这种驱动方式时,控制节点Nc的电压较低。据此,像素电路使用较小的驱动电流id驱动发光二极管LED、发光二极管LED的亮度较低,也较为省电。
[0073] 请参见图6,其是本发明实施例的像素单元的示意图。像素单元PU(m,n)包含红色像素电路PCr(m,n)、绿色像素电路PCg(m,n)、蓝色像素电路PCb(m,n)。红色像素电路PCr(m,n)、绿色像素电路PCg(m,n)与蓝色像素电路PCb(m,n)的架构相似,其差异为像素电路内的发光二极管分别为红色发光二极管LEDr、绿色发光二极管LEDg与蓝色发光二极管LEDb。
[0074] 在红色像素电路PCr(m,n)中,驱动晶体管TFTr提供驱动红色发光二极管LEDr发光所需的驱动电流idr;在绿色像素电路PCg(m,n)中,驱动晶体管TFTg提供驱动绿色发光二极管LEDg发光所需的驱动电流idg;在蓝色像素电路PCb(m,n)中,驱动晶体管TFTb提供驱动蓝色发光二极管LEDb发光所需的驱动电流idb。其中,每个像素电路对应于一个选择电路(selection circuit,简称为SC)。即,红色像素电路PCr(m,n)对应于红色选择电路SCr;绿色像素电路PCr(m,n)对应于绿色选择电路SCg;以及,蓝色像素电路PCr(m,n)对应于蓝色选择电路SCb。
[0075] 与红色像素电路PCr(m,n)对应的红色选择电路SCr包含选择晶体管Sr1、Sr2。选择晶体管Sr1、Sr2均电连接于共用数据线DATcm与红色像素数据线DATr[m]。选择晶体管Sr1由红色多工信号MUXr1控制;选择晶体管Sr2由红色多工信号MUXr2控制。当选择晶体管Sr1、Sr2的任一者导通时,共用数据线DATcm所传送的数据电压将被传送至红色像素数据线DATr[m]。其中,选择晶体管Sr1、Sr2并不会同时导通。
[0076] 与绿色像素电路PCg(m,n)对应的绿色选择电路SCg包含选择晶体管Sg1、Sg2。选择晶体管Sg1、Sg2均电连接于共用数据线DATcm与绿色像素数据线DATg[m]。选择晶体管Sg1由绿色多工信号MUXg1控制;选择晶体管Sg2由绿色多工信号MUXg2控制。当选择晶体管Sg1、Sg2的任一者导通时,共用数据线DATcm所传送的数据电压将被传送至绿色像素数据线DATg[m]。其中,选择晶体管Sg1、Sg2并不会同时导通。
[0077] 与蓝色像素电路PCb(m,n)对应的蓝色选择电路SCb包含选择晶体管Sb1、Sb2。选择晶体管Sb1、Sb2均电连接于共用数据线DATcm与蓝色像素数据线DATb[m]。选择晶体管Sb1由蓝色多工信号MUXb1控制;选择晶体管Sb2由蓝色多工信号MUXb2控制。当选择晶体管Sb1、Sb2的任一者导通时,共用数据线DATcm所传送的数据电压将被传送至蓝色像素数据线DATb[m]。其中,选择晶体管Sb1、Sb2并不会同时导通。
[0078] 请参见图7,其是与本发明实施例的像素单元的操作相关的波形图。图7由上而下分别为时脉信号CLK、反相时脉信号XCK、栅极信号GL[n-1]、GL[n]、GL[n+1]、控制节点Ncr的电压、控制节点Ncg的电压、控制节点Ncb的电压、红色多工信号MUXr1、MUXr2、绿色多工信号MUXg1、MUXg2、蓝色多工信号MUXb1、MUXb2,以及共用数据线DATcm。其中,红色多工信号MUXr1、MUXr2、绿色多工信号MUXg1、MUXg2、蓝色多工信号MUXb1、MUXb2可自时序控制器发出。多工信号的采用,可节省时序控制器输出至显示面板所需的引脚数量。
[0079] 在图7中,假设栅极信号GL[n-1]为高逻辑位准的期间对应于时脉信号CLK的高逻辑位准期间(定义为数据接收期间Ta);栅极信号GL[n]为高逻辑位准的期间对应于时脉信号CLK的低逻辑位准期间(定义为数据接收期间Tb)。数据接收期间Ta进一步划分为与红色像素电路PCr(m,n)、绿色像素电路PCg(m,n)与蓝色像素电路PCb(m,n)分别对应的子数据接收期间Ta1、Ta2、Ta3;数据接收期间Tb进一步划分为与红色像素电路PCr(m,n)、绿色像素电路PCg(m,n)与蓝色像素电路PCb(m,n)分别对应的子数据接收期间Tb1、Tb2、Tb3。接着,请同时参看图6、图7。
[0080] 在子数据接收期间Ta1,因为红色多工信号MUXr1为高逻辑位准的缘故,选择晶体管Sr1将导通。此时,共用数据线DATcm传送的是与红色像素电路PCr(m,n)对应的数据电压Vd1r,数据电压Vd1r将被传送至红色像素数据线DATr[m]。在此同时,红色像素电路PCr(m,n)中的切换晶体管M1r、M2r因为栅极信号GL[n-1]为高逻辑位准而导通。因此,偏压节点Nbr在子数据接收期间Ta1等于低电压;且控制节点Ncr在子数据接收期间Ta1等于红色像素数据线DATr[m]的电压(即,红色数据电压Vd1r)。连带的,控制节点Ncr的电压从子数据接收期间Ta1开始,上升至红色数据电压Vd1r。此外,数据电容Cbr也将在子数据接收期间Ta1根据红色数据电压Vd1r而进行充电。
[0081] 在子数据接收期间Ta2,因为绿色多工信号MUXg1为高逻辑位准的缘故,选择晶体管Sg1将导通。此时,共用数据线DATcm传送的是与绿色像素电路PCg(m,n)对应的数据电压Vd1g,数据电压Vd1g将被传送至绿色像素数据线DATg[m]。在此同时,绿色像素电路PCg(m,n)中的切换晶体管M1g、M2g因为栅极信号GL[n-1]为高逻辑位准而导通。因此,偏压节点Nbg在子数据接收期间Ta2等于低电压;且控制节点Ncg在子数据接收期间Ta2等于绿色像素数据线DATg[m]的电压(即,数据电压Vd1g)。连带的,控制节点Ncg的电压从子数据接收期间Ta2开始,上升至数据电压Vd1g。此外,数据电容Cbg也将在子数据接收期间Ta2根据绿色数据电压Vd1g而进行充电。
[0082] 在子数据接收期间Ta3,因为蓝色多工信号MUXb1为高逻辑位准的缘故,选择晶体管Sb1将导通。此时,共用数据线DATcm传送的是与蓝色像素电路PCb(m,n)对应的数据电压Vd1b,数据电压Vd1b将被传送至蓝色像素数据线DATb[m]。在此同时,蓝色像素电路PCb(m,n)中的切换晶体管M1b、M2b因为栅极信号GL[n-1]为高逻辑位准而导通。因此,偏压节点Nbb在子数据接收期间Ta2等于低电压;且控制节点Ncb在子数据接收期间Ta3等于蓝色像素数据线DATb[m]的电压(即,数据电压Vd1b)。连带的,控制节点Ncb的电压从子数据接收期间Ta3开始,上升至数据电压Vd1b。此外,数据电容Cbb也将在子数据接收期间Ta3根据蓝色数据电压Vd1b而进行充电。
[0083] 根据前述说明可以得知,尽管红色像素电路PCr(m,n)中的切换晶体管M1r、M2r、绿色像素电路PCg(m,n)中的切换晶体管M1g、M2g、蓝色像素电路PCb(m,n)中的切换晶体管M1b、M2b在数据接收期间Ta均维持为导通,但因为搭配红色多工信号MUXr1、绿色多工信号MUXg1、蓝色多工信号MUXb1的缘故,在不同的子数据接收期间Ta1、Ta2、Ta3,实际从共用数据线DATcm接收数据电压的像素电路并不相同。
[0084] 在子数据接收期间Ta1中,仅控制节点Ncr经由被导通的选择晶体管Sr1与红色像素数据线DATr[m]而接收到共用数据线DATcm传送的红色数据电压Vd1r。在子数据接收期间Ta2中,仅控制节点Ncg经由被导通的选择晶体管Sg1与绿色像素数据线DATg[m]而接收到共用数据线DATcm传送的绿色数据电压Vd1g。在子数据接收期间Ta3中,仅控制节点Ncb经由被导通的选择晶体管Sb1与蓝色像素数据线DATb[m]而接收到共用数据线DATcm传送的蓝色数据电压Vd1b。
[0085] 在子数据接收期间Tb1,由于红色多工信号MUXr2为高逻辑位准的缘故,选择晶体管Sr2将导通。此时,共用数据线DATcm传送的是与红色像素电路PCr(m,n)对应的数据电压Vd2r,数据电压Vd2r将被传送至红色像素数据线DATr[m]。在此同时,红色像素电路PCr(m,n)的切换晶体管M3r也因为栅极信号GL[n]为高逻辑位准的缘故而导通。因此,偏压节点Nbr的电压在子数据接收期间Tb1等于红色数据电压Vd2r;且控制节点Ncr在子数据接收期间Tb1提供给驱动晶体管TFTr的像素驱动电压Vdis等于
[0086] 在子数据接收期间Tb2,因为绿色多工信号MUXg2为高逻辑位准的缘故,选择晶体管Sg2将导通。此时,共用数据线DATcm传送的是与绿色像素电路PCg(m,n)对应的绿色数据电压Vd2g,绿色数据电压Vd2g将被传送至绿色像素数据线DATg[m]。在此同时,绿色像素电路PCg(m,n)的切换晶体管M3g也因为栅极信号GL[n]为高逻辑位准的缘故而导通。因此,偏压节点Nbg的电压在子数据接收期间Tb2等于绿色数据电压Vd2g;且控制节点Ncg在子数据接收 期 间 T b2 提 供给 驱 动晶 体 管 TF T g的 像 素 驱 动电 压 Vd i s 等 于[0087] 在子数据接收期间Tb3,因为蓝色多工信号MUXb2为高逻辑位准的缘故,选择晶体管Sb2将导通。此时,共用数据线DATcm传送的是与蓝色像素电路PCb(m,n)对应的蓝色数据电压Vdb2,蓝色数据电压Vdb2将被传送至蓝色像素数据线DATb[m]。在此同时,蓝色像素电路PCb(m,n)的切换晶体管M3b也因为栅极信号GL[n]为高逻辑位准的缘故而导通。因此,偏压节点Nbb的电压在子数据接收期间Tb3等于蓝色数据电压Vd2b;且控制节点Ncb在子数据接收 期 间 T b3 提 供给 驱 动晶 体 管 TF T b的 像 素 驱 动电 压 Vd i s 等 于[0088] 根据本发明构想的像素电路与驱动方法,具有相当多优点。除前述说明提到的,无须使用耐高压的芯片实现时序控制器与数据驱动电路,并可针对不同的应用提供一个或两个数据接收期间的数据电压控制外,还可大幅减少像素电路所需的面积,以及提高灰阶的分辨率等。
[0089] 采用如图1所示的现有技术的像素电路时,红色像素电路中的驱动晶体管TFT的宽长比(W/L)约为160μm/4μm;绿色与蓝色像素电路中的驱动晶体管TFT的宽长比(W/L)约为45μm/4μm。若采用本发明实施例的像素电路时,无论是红色、绿色或蓝色像素电路中的驱动晶体管TFT的宽长比皆可降低至2.5μm/2.5μm。
[0090] 据此可明显看出,采用本发明实施例的像素电路与驱动方法时,驱动晶体管与切换晶体管所需的面积大幅减少。即便与图1相较,本发明的实施例所需的晶体管数量略多,但就像素电路所需的面积而言,本发明的实施例所需的面积仍远小于现有技术的像素电路所需的面积。
[0091] 再者,目前显示灰阶通常具有8个位元的分辨率。若控制节点Nc可接收的数据电压的幅度增加时,也可以使灰阶的分辨率进一步提升。例如,可以12个位元或是16个位元代表灰阶。据此,可提高显示面板的显示品质。
[0092] 综上所述,虽然本发明已以实施例公开如上,然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中技术人员,在不脱离本发明的构思和范围内,当可作各种的变动与润饰。因此,本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。